Theoretical studies on nonperturbative methods of analyzing quantum many-body dynamics subject to single-atom-resolved measurement and control
| Project/Area Number |
19K23424
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0202:Condensed matter physics, plasma science, nuclear engineering, earth resources engineering, energy engineering, and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Ashida Yuto 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (00845464)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 量子多体物理 / 量子光学 / 非平衡 / 量子多体系 / 非平衡開放系 / 機械学習 |
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| Outline of Research at the Start |
身の回りの物質は電子と原子が互いに相互作用して形作られている。このような量子多体系のダイナミクスを、単一原子分解能で微視的に観測/制御する事が近年実現した。ミクロな運動の詳細は観測/制御できないという仮定のもとに成立してきた従来の物性/統計物理学の枠組みは、このような状況では破綻し、異なる一般原理に基づいた基礎理論が必要となる。一方で、単一原子制御は固体物理では実現し得なかった新しいクラスの量子物質の研究を可能にする。本研究では、単一原子観測/制御下の非平衡な量子多体問題を解明するための基礎理論を構築し、物性/統計物理学の新たなフロンティアを拓くことを目指し研究を行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
We have developed nonperturbative methods to analyze artificial quantum systems, including cold atomic systems and cavity quantum electrodynamical materials. On the basis of these methods, we found novel dynamics in nonequlibrium Rydberg gases as well as the possibility of realizing an equilibrium ferroelectric transition in cavity confined heterostructured materials.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究で構築された理論手法により、これまで解析が困難であったクラスの非平衡多体問題の解明に成功した。また、共振器物質系では量子的な光に誘起された量子相の制御が可能であることを示唆する結果が得られた。これらの成果は未来の新規デバイスあるいは物性制御の可能性を開くものであるとともに、将来の量子情報技術にも波及効果が期待できるものである。
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Report
(4 results)
Research Products
(43 results)
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[Journal Article] Quantum Rydberg Central Spin Model2019
Author(s)
Yuto Ashida, Tao Shi, Richard Schmidt, H. R. Sadeghpour, J. Ignacio Cirac, Eugene Demler
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Journal Title
Physical Review Letters
Volume: 123
Issue: 18
Pages: 183001-183001
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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